Тело косы состоит из песка, покрытого тонким (в несколько сантиметров толщиной) растительным слоем. Образование этого слоя происходило в течение многих десятилетий.
Куршская коса — уникальный природно-антропогенный ландшафт и территория исключительного эстетического значения, крупнейшее песчаное тело, входящее, наряду с Хельской и Балтийской косами, в балтийский комплекс песчаных кос, аналогов которому нет в мире. Высокий уровень биологического разнообразия, обусловленный сочетанием различных ландшафтов — от пустынного (дюны) до тундрового (верховое болото) — даёт представление о важных и длительных экологических и биологических процессах в эволюции и развитии наземных, речных, прибрежных и морских экосистем и сообществ растений и животных.
Наиболее значительным элементом рельефа косы является сплошная полоса песчаных белых дюн шириной 0,3 — 1 км, высотой до 67,2 м (дюна Ветцекруго, одна из самых высоких в мире). Куршская коса содержит природные ареалы, наиболее представительные и важные для сохранения биологического разнообразия, включая те из них, где сохраняются исчезающие виды. 72 % территории косы занимают леса, в которых произрастает около 600 видов древесной, кустарной и травяной растительности. Фауна насчитывает 296 видов наземных позвоночных животных (лоси, косуля, кабан,
лисица и другие).
Куршскую косу называют птичий мост. Благодаря своему географическому положению и ориентации с северо-востока на юго-запад она служит коридором для мигрирующих птиц 150 видов, пролетающих из северо-западных областей России, Финляндии и стран Балтии в страны Средней и Южной Европы и далее на север Африки. Ежегодно весной и осенью над косой пролетает от 10 до 20 млн птиц, значительная часть которых останавливается здесь на отдых и кормежку. В дни миграций над косой ежедневно пролетают до миллиона пернатых. Гнездятся здесь 102 вида птиц.